Датчик линейных перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК а)4 60 В 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ФЗОБРЕТЕНИЯ, "ЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский институт прикладной геодезии(54) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность двухкоординатного датчика линейных перемещений, содержащего две пары установленных по сторонам квадрата вторичных обмоток и размещенную с возможностью переСПИ САНИ ТОРСКОМУ СВИ 801223025 мещения в области геометрического центра квадрата первичную обмотку. Вторичные обмотки выполнены цилиндрическими с плотностью числа витков, возрастающей пропорционально расстоянию от их середины, и установлены с возможностью регулировки их положения. Первичная обмотка выполнена в виде струны, натянутой вдоль оси датчика. Вторичные обмотки устанавливаются в процессе измерений на объекте контроля. При его перемещении величина ЭДС, наводимая во вторичных обмотках, изменяется пропорционально величине перемещения по каждой из координат в плоскости вторичных обмоток. Благодаря компенсации краевых эффектов за счет неравномерной плотности числа витков вторичных обмоток и вследствие возможности юстировки датчика путем регулировки положения вторичных обмоток достигается повышение точности двух- координатных измерений перемещений. 1 ил.1223025 45 50 формула изобретения 55 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений объектов по двум координатам относительно натянутых струн, например, секций бетонных плотин относительно струн прямых и обратных отвесов при автоматизации геодезических наблюденийий.На чертеже представлена схема предлагаемого датчика.Датчик содержит первичную обмотку, вы 10 полненную в виде струны 1, установленной с возможностью перемещения и связываемой в процессе измерений с контролируемым объектом, На корпусе 2 датчика закреплены четыре цилиндрических сердечника 3 из не- магнитного материала, на которых размещены профилированные вторичные обмотки 4, которые могут быть выполнены в виде включенных последовательно-согласно секций, либо в виде единой катушки с плавно увеличивающимся к концам числом витков. 20 Плотность числа витков обмоток 4 на единицу длины возрастает пропорционально расстоянию от середины обмоток (при секционированном выполнении обмоток 4 секции каждой нары выполняются с числом витков, пропорциональным их расстоянию от середины обмоток). Обмотки 4 установлены но сторонам квадрата симметрично относительно геометрического центра 5 датчика (корпуса 2). К парам противоположно расположенных вторичных обмоток 4, включенных между собой последовательно-встречно, присоединен своими входами двухканальный измерительный прибор (не показан).Одна из пар обмоток 4 установлена на корпусе 2 с возможностью регулировки ее углового положения относительно геометрического центра 5 датчика, Регулировочными элементами этой пары являются винты 6. Каждая из обмоток 4 с сердечником 3 установлена также с возможностью регулировки расстояния до геометрического центра 5 с помощью винтов 7. Параллельно распо ложенные обмотки 4 установлены на расстоянии между собой, превышающем величину, равную трем диаметрам сердечников 3 (внутренние диаметры вторичных обмоток 4), Первичная обмотка (струна 1) подключена к источнику питания переменного тока (не показан) и образует с вторичной обмоткой 4 воздушный трансформатор.Датчик линейных перемещений работает следующим образом. Корпус 2 устанавливается на объекте контроля так, что струна 1 расположена в области геометрического центра 5 датчика. Так как положение струны 1 (отвеса) может не совпадать с электромагнитным центром обмоток 4, в исходном положении осуществляется юстировка датчика. С этой целью регулируют положение корпуса на объекте контроля, добиваясь совпадения центра электромагнитной симметрии обмоток 4 с исходным положением струны 1. При их совпадении величина суммарной ЭДС, наводимой магнитным потоком первичной обмотки (струны 1) в каждой паре вторичных обмоток 4, равна нулю. Соответственно равны нулю и показания двухканального измерительного прибора.Регулировкой углового положения одной из пар обмоток 4 с помощью винтов 6 добиваются равенства нулю выходного сигнала датчика во всем диапазоне контролируемых перемещений по оси Х. После этого регулировкой положения другой пары обмоток 4 с помощью винтов 7 добиваются равенства нулю выходного сигнала по второму каналу измерительного прибора во всем диапазоне контролируемых перемещений по оси У. В результате указанной юстировки центр электромагнитной симметрии обмоток 4 устанавливается в попожение, совпадающее с исходным положением струны 1, а оси электромагнитной симметрии - в положение, совпадающее с осями Х и У контролируемых перемещений. При перемещении контролируемого объекта струна 1 смецается относительно центра электромагнитной симметрии обмоток 4, в результате чего в каждой из пар паралле.пьно расположенных обмоток 4 наводится суммарная ЭДС, пропорциональная по величине контролируемому перемещению по оси Х и У, а по фазе соответствующая знаку перемещения от исходного положения. ЭДС и фаза каждой пары обмоток контролируются с помощью двухканального измерительного прибора, Так как плотность магнитного потока, создаваемого первичной обмоткой - струной 1, квадратично уменьшается по мере удаления от нее, соответственно уменьшаются и величины ЭДС, наводимые в витках обмоток 4 по мере увеличения расстояния до струны 1. Однако вследствие того, что количество витков профилированных обмоток 4 в областях, удаленных от электромагнитного центра датчика, увеличено, обеспечивается линеаризация чувствительности датчика. Вследствие краевых эффектов линеаризация обеспечивается лишь при условии, что обмотки 4 расположены достаточно далеко от области контролируемых перемещений по осям Х и У, т е, на расстоянии между собой, превышающем по крайней мере трехкратную величину внутреннего диаметра обмоток. Благодаря этому, а также вследствие возможности юстировки датчика путем регулировки положения обмоток достигается повышение точности двухкоординатных измерений перемещений. Датчик линейных перемещений, содержащий корпус, установленные на нем симмет1223025 Составитель И. КислицынТехред И. Верес Корректор Л. ОбручарТираж 670 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор О. ГоловачЗаказ 1699/41 рично относительно геометрического центра датчика две пары включенных последовательно-согласно вторичных обмоток и размещенную с возможностью перемещения первичную обмотку, отличающийся тем, что, с целью повышения точности двухкоординатных измерений, вторичные обмотки выполнены цилиндрическими с плотностью числа витков на единицу длины, возрастающей пропорционально расстоянию от их середины, и установлены по сторонам квадрата с возможностью регулировки их положения относительно геометрического центра датчика на расстоянии между собой, превышающем трехкратную величину внутреннего диаметра вторичных обмоток, а первичная обмотка выполнена в виде струны, натянутой вдоль оси датчика.